أهم الأحداث الجيولوجية خلال فترة العصر البيرمي

ظهور الزواحف المهمة خلال العصر البيرمي:

ظهرت العديد من سلالات الزواحف المهمة، والتي تنحدر من عدة رتب من البرمائيات الكبيرة نسبياً لأول مرة خلال العصر البيرمي، على الرغم من وجود عدد قليل من حفريات الزواحف البدائية والمعممة في الرواسب الكربونية، فإن أحافير الزواحف البيرمية شائعة في مواقع معينة وتشمل البروتوروصورات والزواحف المائية أسلاف الأركوصورات؛ وهي الديناصورات والتماسيح والطيور، (Caporhinomorphs)، والزواحف الجذعية التي يعتقد أن معظم الزواحف الأخرى قد تطورت منها (eosuchians) أسلاف الأفاعي والسحالي الأوائل، (anapsids) في وقت مبكر وأسلاف السلاحف.

إن الأركوصورات المبكرة أسلاف الزواحف الحاكمة الكبيرة من الدهر الوسيط والمشابك العصبية، هي مجموعة شائعة ومتنوعة من الزواحف الشبيهة بالثدييات، والتي أدت في النهاية إلى ظهور ثدييات في حقبة الحياة الوسطى، كما تعتبر (Captorhinomorphs) شائعة في أسرة العصر البيرمي السفلي في أمريكا الشمالية وأوروبا، وتم بناؤها بشكل ضخم وكبير الحجم، ووصل طولها من 2 إلى 3 أمتار (حوالي 7 إلى 10 أقدام)، كما تعتبر (Captorhinomorphs) أقل شيوعاً في أسرة العصر البيرمي العلوي، وقد نجت مجموعة صغيرة واحدة فقط في العصر الترياسي.

السينابسيدات (الزواحف الشبيهة بالثدييات) مقسمة إلى رتبتين، وهما: (pelycosaurs وTherapsids)، لقد أظهروا تحولاً كاملاً بشكل ملحوظ في السمات الهيكلية من الزواحف المبكرة النموذجية (العصر البيرمي المبكر) إلى الثدييات الحقيقية، (في العصور الوسطى والمتأخرة من العصر الترياسي)، من خلال سجل أحفوري دام حوالي 80 مليون سنة، واشتملت البليكوصورات في العصر البيرمي المبكر على الحيوانات آكلة اللحوم والحيوانات العاشبة، التي طورت أشواكاً طويلة على فقراتها تدعم الغشاء أو الشراع، وبلغ طول البليكوصورات 3.5 متر (حوالي 11.5 قدم) ولها أسنان كبيرة ومتباينة، بقاياهم شائعة في الأسرة الحمراء السفلى من العصر البيرمي في وسط تكساس في أمريكا الشمالية ولكنها نادرة في أوروبا.

كانت (Therapsids) عبارة عن مشابك عصبية متطورة معروفة من أسرة البيرمي الوسطى والعليا والترياسية (Karoo) في جنوب إفريقيا، والأسرة المكافئة في أمريكا الجنوبية والهند واسكتلندا وروسيا، كانت الثيرابسيدات شديدة التنوع ولديها أسنان تشبه الثدييات وهيكل عظمي، وتندمج هياكلها الهيكلية مع الثدييات المبكرة مع عدم وجود فواصل شكلية واضحة، ويتم وضع النقطة التي تنتقل عندها الزواحف الشبيهة بالثدييات إلى الثدييات بشكل عام، في أشكال ذات أسنان خد لها جذرين فقط بدلاً من ثلاثة، عزز نجاح الثيرابسيدات في المناطق القديمة المرتفعة نسبياً من جندوانا وجهة النظر القائلة بأنهم كانوا قادرين على الحفاظ على ارتفاع درجة حرارة الجسم.

الانقراض الجماعي في العصر البيرمي:

حدثت أعظم حلقات الانقراض الجماعي في تاريخ الأرض في الجزء الأخير من العصر البيرمي، على الرغم من أن الكثير من الجدل يدور حول توقيت الانقراض الجماعي في العصر البيرمي، يتفق معظم العلماء على أن هذه الحادثة أثرت بشكل عميق على الحياة على الأرض، من خلال القضاء على حوالي نصف جميع العائلات، وحوالي 95 في المائة من الأنواع البحرية (ما يقرب من القضاء على ذوات الأرجل والشعاب المرجانية)، وحوالي 70 في المائة من الأنواع البرية.

يؤكد العديد من الجيولوجيين وعلماء الأحافير أن أحداث الانقراض التي حدثت خلال كل من المرحلة الأخيرة من عصر العصر البيرمي الأوسط وطوال حقبة العصر البيرمي المتأخر، والتي يبدو أن كل واحدة منها كانت أشد خطورة من سابقتها، امتدت لأكثر من 15 مليون سنة، ومع ذلك يجادل علماء آخرون بأن فترة الانقراض كانت أسرع بكثير، حيث استمرت حوالي 200000 عام فقط مع حدوث الجزء الأكبر من فقدان الأنواع على مدى 20000 عام بالقرب من نهاية الفترة، وفيما يلي ذكر أشهر أنواع الانقراضات:

• اللافقاريات البحرية: تُظهر اللافقاريات البحرية الضحلة في المياه الدافئة أكثر الانقراضات التي طال أمدها وأكبرها خلال هذا الوقت، وبدءاً من الحد الأقصى لعدد الأجناس المختلفة في الجزء الأوسط من حقبة العصر البيرمي الأوسط، أدى الانقراض داخل هذه الحيوانات اللافقارية إلى تقليل عدد الأجناس المختلفة بنسبة 12 إلى 70 بالمائة، وذلك بحلول بداية العصر الكابتاني (آخر عصر من العصر البيرمي الأوسط).

انخفضت مستويات التنوع في العديد من هذه الحيوانات إلى مستويات أقل من أي وقت سابق في العصر البيرمي، كانت الانقراضات عند حدود العصر البيرمي الأوسط (حدود العصر البرمي المتأخرة أكثر شدة، تكاد تكون كارثية)، مع انخفاض بنسبة 70 في المائة إلى 80 في المائة من الحد الأقصى العام للبيرمي الأوسط، تأثر عدد كبير من عائلات اللافقاريات، التي كانت ناجحة للغاية قبل هذه الانقراضات، وبحلول الجزء الأول من العصر البيرمي المتأخر (على وجه التحديد عصر Wuchiapingian)، حاولت الحيوانات اللافقارية التي تم تقليصها بشكل كبير الآن التنويع مرة أخرى، ولكن بنجاح محدود.

وكان العديد منها مجموعات متخصصة للغاية، وانقرض أكثر من نصفها قبل بداية العصر تشانغسينغ (التقسيم الفرعي الأخير للعصر البيرمي المتأخر)، شكلت الحيوانات البيرمية المتأخرة حوالي 10 في المائة أو أقل من الحد الأقصى للحيوان في العصر البيرمي الأوسط؛ أي أن حوالي 90 في المائة من انقراضات العصر البيرمي تم إنجازها قبل بداية العصر الأخير من الفترة (العصر تشانغسينغ).

أدت التغيرات البيئية المدمرة في النهاية إلى خفض اللافقاريات البحرية إلى مستويات متأزمة (حوالي 5 في المائة من الحد الأقصى لوسط العصر البيرمي)، وهو أدنى تنوع لها منذ نهاية العصر الأوردوفيشي، حدث الانقراض النهائي في العصر البيرمي، الذي يُشار إليه أحياناً باسم أزمة بيرميان النهائية، رغم أنه حقيقي للغاية، وربما استغرق ما يصل إلى 15 مليون سنة ليتجسد، ومن المحتمل أنه قضى على العديد من الكائنات الحيوانية التي تكافح بيئياً، والتي تم تقليلها بالفعل بشكل كبير بسبب الانقراضات السابقة.

الأسباب التي أدت إلى الانقراض:

1. أزمات درجات الحرارة: على الرغم من أنه تم اقتراح أسباب أخرى لحدث واحد، إلا أن التفسيرات الحالية لأحداث انقراض العصر البيرمي، ركزت على كيفية تعطيل الأسباب البيولوجية والفيزيائية لدورات المغذيات، تستند فرضيات أزمات درجات الحرارة، لا سيما تلك التي تحدث في المياه الضحلة البحرية (السطحية)، جزئياً إلى دراسات نظائر الأكسجين ونسب الكالسيوم إلى المغنيسيوم في مواد القشرة الأحفورية في العصر البيرمي.

إن أعلى درجات الحرارة المقدرة لمياه سطح المحيط (المقدرة بـ 25-28 درجة مئوية، أي حوالي 77-82 درجة فهرنهايت)، حتى ذلك الوقت حدثت خلال نهاية العصر البيرمي الأوسط وبداية العصر البيرمي المتأخر، بعد ذلك وبحلول نهاية العصر البيرمي المتأخر، تشير نسب الكالسيوم إلى المغنيسيوم إلى أن درجات حرارة الماء قد تنخفض إلى حوالي 22-24 درجة مئوية (حوالي 72-75 درجة فهرنهايت)، وتتناقص أكثر خلال بداية العصر الترياسي.

تقترح إحدى الفرضيات أن درجات حرارة الماء التي تزيد عن 24-28 درجة مئوية (حوالي 75-82 درجة فهرنهايت)، قد تكون دافئة جداً للعديد من اللافقاريات.

كما تفترض فرضية أخرى متعلقة بدرجة الحرارة أن المتعايشين مع التمثيل الضوئي، الذين ربما عاشوا داخل أنسجة بعض اللافقاريات البحرية، لم يتمكنوا من البقاء على قيد الحياة في درجات حرارة المحيط المرتفعة وهجروا مضيفيهم، وتم تفسير بعض البيانات لإظهار حدوث زيادة في درجة حرارة مياه البحر بنحو 6 درجات مئوية تقريباً 10.8 درجة فهرنهايت، (ربما زيادة درجة الحرارة الإجمالية لمياه البحر إلى حوالي 30-32 درجة مئوية أي حوالي 86-90 درجة فهرنهايت) بالقرب من حدود العصر البيرمي الترياسي.

2. تعديل دورة الكربون: يبدو أن النسبة بين النظائر المستقرة للكربون (12 درجة مئوية / 13 درجة مئوية)، تشير إلى حدوث تغيرات كبيرة في دورة الكربون بدءاً من 500.000 إلى 1 مليون سنة قبل نهاية العصر البيرمي وعبور الحدود إلى العصر الهندي الأول (عصر العصر الترياسي)، يبدو أن هذه التغييرات تتزامن بشكل وثيق مع حدثين انقراض في العصر البيرمي، مما يشير إلى بعض العلاقة بين السبب والنتيجة مع التغيرات في دورة الكربون.

اقترحت العديد من الدراسات أن التغييرات في سجل نظائر الكربون قد تشير إلى دورة بيولوجية معطلة، يعتبر بعض العلماء أن الكميات العالية بشكل غير عادي من 12 درجة مئوية، المحصورة في رواسب العصر البيرمي، ناتجة عن نقص الأكسجين المحيطي، (مستويات منخفضة جداً من الأكسجين المذاب) يربطون نقص الأكسجين هذا بالاندفاع المطول لبازلت الفيضان السيبيري، والذي ربما أدى إلى مستويات أعلى من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي.

ربما أدت سحب الرماد البركاني إلى تفاقم الوضع عن طريق تقييد كمية ضوء الشمس المتاحة لعملية التمثيل الضوئي، وبالتالي تثبيط عملية تثبيت الكربون بواسطة النباتات وخفض معدل استخراج ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي، بالإضافة إلى ذلك قد يتم حقن كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، عن طريق تنفيس الغازات البركانية من اندلاع البازلت الفيضي، بالإضافة إلى اشتعال طبقات الفحم الكبيرة، أو عن طريق حرق الغابات بواسطة الحمم البركانية الساخنة.

تشير فرضيات أخرى إلى أن الاحترار والجفاف في البيئات الأرضية خلال فترة العصر البيرمي، قلل من كمية المواد العضوية المدفونة في الرواسب مثل الفحم أو البترول، مما أدى إلى تحويل كمية ثاني أكسيد الكربون الثابت عضوياً الذي أعيد تدويره عبر الغلاف الجوي.